Способ фракционной десублимации диангидрида пиромеллитовой кислоты Советский патент 1983 года по МПК C07D307/89 

Изобретение относится к органическому синтезу, в част.ности к улучшенному способу очистки диангидрида пиромеллитовой кислоты, важного промышленного продукта.. Известен способ очистки диангидри да пиромеллитовой кислоты путем выде ления его в твердом состоянии непосредственно из газовой смеси, получен ной, при окислении дурола, путем .ее охлаждения. Охлаждение обычно осуществляют впрыскиванием воды Щ . Недостатком способа-является то, что он приводит к большому количеству пиромеллитовой кислоты, которую необходимо переводить в диангидрид. Известен также способ очистки диангидрида, заключающийся в промывке водой полученных реакционных газов (Х) . Однако при этом весь продукт полу чается в виде кислоты, которую затем необходимо подвергать дегидратации. Известен способ очистки диангидри да путем обработки сырого продукта кетоном И Известен также способ очистки диангидрида путем пропускания горячего инертного, газа или воздуха при 1100-200°С через сырой продукт 4. Недостатком указанных, способовя ляется то, что они требуют сложней аппаратуры. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ десублимадии диангидрида пиромеллитовой кислоты из реакционных газов окисления псевдокумола путем их пред варительного охлаждения от 430 до 21 220°С с последующим пропусканием их параллельно термостатированной при перфорированной поверхности охлаждения, которая позволяет охлаждать газы до 150°С, т.е . температуры выше точки росы побочных продуктов, при этом на стороне притока поверх-. ности охлаждения выделяется чистый диангидрид пиромеллитовой киапо±ы,. .который отделяют механически . Недостатком известного способа я.вляется то, что для его применения требуется сложная аппаратура, при этом целевой продукт полностью выделяется на поверхности охлаждения, чт вызывает необходимость в ее постоянной очистке. Цель изобретения - упрощение процесса ... Поставленная цель достигается тем, что согласно способу фракЦионной десублимации диангидоида пиромел литовой кислоты из реакционных газов процесса окисления псевдокумола путе .их прелаарительного охлгикдеиия от ,430 до 210-220с с последующим пропу канием их со скоростью 0,1-3 м/с обычно 1 м/сек) параллельно гладкой поверхности охлаждения, обычно трубы или пластинчатого холодильника, термостатированной при 130°С, на которой происходит охлаждение до , при этом часть диангидрида.выделяется на поверхности, а другая выходит с охлажденным газовым потоком. Установлено, что при пропускании содержащих диангидрид пиромеллитовой кислоты реакционных газов, предварительно охлажденных на выше ТОЧ.КИ росы для .диангидрида пиромеллитовой кислоты т.е. до 210-220с через термостатированную трубку, достигается охлаждение газов до температуры выше точки росы присутствующих примесей т.е. до 130-160.с , десублимирующий диангидрид пиромеллитовой кислоты частично прилипает к ст.енке трубы, в то время скак кристалл выходит с охлажденным газовым потоком из трубы и может отделяться известными методами (циклон, фильтр, при этом соотношение прилипающих кристаллов к вынесенным возрастает при увелЧ чении скорости потока газов через трубу, т.е. при небольших скоростях потока значительная часть выделившихся кристаллов диангидрида пиромеллитовой кислоты оказывается в подключенном сборнике и Может отводиться как свободно .текущий кристаллический продукт высокой чистоты. Под НИЗКОЙ скоростью потока поднимают такую скорость потока-, при которой газы текут через трубу преимущественно ламинарно. Таким образом предварительно охлажде.нные реакционные газы подвергаются дальнейшему охлаждению и доводятся до температуры выше точки росы побочных продуктов;путем пропускания их .парс1ллельно гладким, термостатированным поверхностям охлаждения со. . скоростью не выше 5 м/с, обычно. 1 м/с. Прочно сцепленные в трубе кристаллы должны периодически удаляться известными методами (промывка водой, щелокс 1 или растворителем, механическая очистка иди .расплавление). Неожиданным :является тот факт, что именно небольшие скорости потока влияют на отношение осаждения. Скорее следовало бы предполагать предотвращение прилипаний при высоких скоростях/газа, так как при этом появляется механический эффект трения на стенке. Дополнительно к факту небольшого количества прочно спекшихся осажденных кристаллов в трубе по сравнению со свободно получающимися кристаллами работа с небольшой скоростью потока приводит к формированию более крупных кристаллов которые могут легче осаждаться в подключенных апп ратах (циклон, фильтр). Подобные наблюдения сделаны также в том случае, когда предварительно . охлажденные, содержащие диангидрид пиромеллиТОБОЙ кислоты реакционные газы проходят вдоль термостатированных поверхностей охлаждения другого вида (например пластинчатые холодиль никйУ. При ламинарном потоке газов параллельно поверхности охлаждения, поскольку обеспечивается охлаждение газов, получается чистый диангидрид пиромелли т овой кислоты в форме хорошо выраженных кристаллов которые . могут легко осаждаться, в то ;время как осадсдения на охлаждающих пластинах появляются через более .продолжительное время только в небольшом количестве. При высоких скоростях га за и на таких поверхностях охлаждения можно наблюдать усиленные осаждения. Приме р- 1 (сравнительный). Из реакционной печи для каталитического окисления изопропилпсевдокумола поступает реакционный газ в следук 1«$ составе, г/м:: Диангидрид пиромеллитовой кислоты6,55. Тримеллитовая кислота0,7 Ангидрид метилизопропилфталевой -кислоты0,4 Ангидрид малеиновой . кислоты . 0,35 . Другие примеси О,3 . При 430®С газ содерда1Т 4,7 г ди ангидрида пирсмеллитовой кислоты, а. также 0,9-1,2 г при /есей на нм. Точ ка росы для диангидрид а пиромеллит(У1ВОЙ кислоты составляет в этом газе около . Поток предварительно ох лаждают до 210-220 с (при этой температуре еще не появляется десублймация).Пропускают 37 Нм/ч реакционного, газа.сверху вниз через расположенную вертикально трубу с двойной рубашкой :ИЗ У4А-стали длиной б м и диги етррм 46 мм, которая термэстатируется при помош циркуляции масла до . .. Газ входит, охлажденный приблизитель но до , врасположенную под тру бой камеру разделителя С подключенным фильтром. Средняя скорость потока в трубе составляет около 10. м/с. В течение 47,5 ч Проходит 1757 нм. реакционного газа. Появляется заМетная потеря давления в трубе. Из сбор ников и фильтра выводят2,5 кг диангидрида пиромеллитовой кислоты Ца .сокой чистоты (99,8%).Втрубедесуб : лимации остаются 5,0 кг диаигидрида пиромеллитовой кислоты, который обра зует твердую, плотно спекшуюся обсг лочку, прочно прилипаюиою к стенке трубы . Количество, выделившегося в трубе вещества составляет 67% от общего количества диангидрида, которое можно получить из реакционного газа. Оно удаляется промывкой горячей водой. П р и м е. р 2. Через аппаратуру примера 1 пропускают 9,7 такого же реакционного газа. Средняя ско- рость потока в трубе составляет . 2,7 м/с. В течение 232 ч пропускают 2250 нм газа. Появляется потеря давления, аналогичная примеру 1, Из сборника и фильтра получают 5,9 кг диангидрида пиромеллитовой кислоты (чистота 99,8%). Продукт в количест.ве 3,8.кг остается как оболочка в трубе. По сравнению с обсоючкой в примере 1 наблюдается уменьшение прочности. Количество вещества, выделившееся в трубе, составляет 39% от всего продукта. П и и м е р 3. Через аппаратуру . примера 1 пропускают 3,6 реакционного газа. Средняя скорость потока составляет около 1 м/с. В течение 410 ч пропускают 1475 им реакционного газа. Повышения падения давления в трубе не наблюдается. Из сборника и фильтра получаются 4,7 кг диангидр да пиромеллито1вой кислоты (чистота 99,9%|. В трубе выделяется 1,6 кг продукта, ко.торый оссркдается как очень рыхлая оболочка. Она состоит из способных к укрупнению кристаллов, которые легко отделяют от стенки. ТСоличество вещества, каделившееся в трубе, составляет 25-% от всего продукта. Пример 4. Применяют трубу с двойной рубашкой из У4А-стали диамет-. ром 100 мм. В трубу загружают о. 16,1 нм/ч указанных реакционных газов. Температуры охл.аждения аналогичны указанным в примере 1. Средняя скорость потока саставляет 1 м/с. В течение 487 -ч пропускают 7832 нмгаза, перепада давления в трубе не наблюдается.. В течение всего рабочего времени на стенке трубы образуется рыхлый слой продукта толщиной около 15 мм, который во BpeNOT охладдения по окончании опыта части.чно ОТ7 наливается. Из сборника и фильтра получают 30,03. кг диангидрмда пирс меллитовой кислоты (чистота 99,8%). Остальные 3,1 кг (т.е. 9,3% общего количества) удаляют из аппаратуры щюьшвкой водс.. П р и м е р 5. Через пластинчатый хблрдильник с эффективной поверхностью охлаждения 7,5 м, расстоянием между пластинами 120 мм и длинойпластин 1000 мм пропускают вертикально снизу вверх реакционный поток в количестве 66 . При свободном 510394 поперечном .сечении холодильника м и при средней температуре газа (на входе 200c t на выходе и на охлаждающей пластине 130°С) средняя скорость потока соетанляет 7,5 см/с. После 562 ч рабочего времени процесс прерывают. Получают 149,8 кг 43-6 дйангидрида пиромеллитовой кислоты (чистота 99,8%), которые легко удаляют из сборника. На охлаждающих пластинах находится рыхлый осадок толщиной около 3-4 мм в количестве 6,75 кг дйангидрида пиромеллитовой кислотьл (чистота 99,6%) или 4,3% от общего полученного количества, который удаляют промывкой водой.

1. СПОСОБ ФРАКЦИОННОЙ ДЕ- , СУБЛИМАЦИИ ДИАНГИДРИДА ПИРОМЕЛЛИТО- ЮЙ КИСЛОТЫ путем пропускания предварительно охлажденных от 430 до 210-220°С реакционных газов процесса окисленияпсевдокумола параллельно термостатированной поверхности и охлаждением их при этом до 150с, о тл и ч а ю щ .и и с я тем, что, с целью упрощения процесса, пропускание газов ведут со скоростью 0,1-3 м/с, в качестве термостатированной поверхности используют гладкую поверхность. 2.Способ по П.1, о тли ч ающ и и с я . тем, что пропускание газов ведут со скоростью 1 м/с. 3.Способ по П.1, о т л и ч а ю щи и с я тем, что в качестве гладкой поверхности используют трубу или пластинчатый .холодильник.